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研究目的:
1.AHI1蛋白和摄食的关系;
2.AHI1蛋白与5-HT2CR之间的关系。
材料与方法:
1.建立食欲增加的动物模型
1.1饥饿动物模型
30只8周龄雄性C57BL/6J小鼠,分三组,分别饥饿48h,24h,0h,期间可自由饮水。处死取下丘脑。Westernblotting和Real—TimePCR检测AHI1的变化。
1.22-DG腹腔注射造成的饥饿模型
20只8周龄雄性C57BL/6J小鼠,分为2组,2-DG组2-DG(250mg/kginsaline,ip),对照组注射生理盐水;2-DG(2-脱氧—D—葡萄糖)是一种碳水化合物代谢选择性阻断剂,注射后小鼠摄食增加,4个小时内作用明显。监测4个小时的摄食量,处死取下丘脑。Westernblotting和Real—TimePCR检测AHI1的变化。
1.3STZ介导的1型糖尿病模型
0.1mol/l的枸橼酸钠和枸橼酸1∶1,调至PH值4.5,超净台内过滤,配制STZ溶液。20只8周龄雄性C57BL/6J小鼠,分为2组。一组注射STZ溶液(200mg/kgip),另一组注射枸橼酸钠缓冲液。一周内测2次血糖,均超过16.7mol/l即可以认为造模成功。处死取下丘脑。Westernblotting和Real—TimePCR检测AHI1的变化。
1.42型糖尿病动物模型(db/db小鼠)
购买雄性成年db/db小鼠7只。对照组是性别年龄匹配的C57BL/6J小鼠。取5只做westernblotting,2只做免疫组织化学。观测小鼠下丘脑AHI1蛋白的改变,以及小鼠下丘脑各个核团AHI1蛋白量的改变。
2.降低下丘脑AHI1的表达观察对体重摄食的影响
40只8周龄雄性C57BL/6J小鼠用siRNA沉默下丘脑摄食相关核团VMH等的AHI1表达来改变AHI1的含量,监测一个月小鼠的摄食量、体重改变。
方法:8%水合氯醛100-150mg/kg体重进行动物麻醉,按TheMouseBrain小鼠图谱(2001,1997byACADEMICPRESS)前后-1.1mm,旁开±0.5mm,深度—5.5mm,腺病毒包裹的AHI1特异性shRNA(量1011pfu/ml),溶于PBS中,每侧注射1μL。用脑立体定位仪及微量进样器注射入双侧下丘脑腹内侧核内,10min注射完,留针2min。对照组注射腺病毒包裹的scramble—shRNA(空载体)。
3.AHI1蛋白和5-HT2cR关系的研究
3.1免疫荧光组织化学和免疫荧光细胞化学检测共定位关系
8周龄雄性C57BL/6J小鼠心脏灌注处死,取脑组织,4%多聚甲醛浸泡充分后固定。固定结束后用30%蔗糖渗透,OCT冰冻包埋,制备8μm厚度的冰冻切片。用PBS摇动清洗切片10min。样品用正常胎牛血清(PBS+10%FBS+0.2%Triton)室温封闭2小时,与适当比例稀释的一抗(抗AHI11:200和抗5-HT2cR1:8)于4℃孵育过夜。次日用磷酸盐缓冲液(PBS+1%BSA+5%Tween)漂洗4次,每次10分钟,然后加适当比例稀释的荧光标记二抗(先敷donkeyantiGoat488,室温孵育1小时,再次充分漂沈。然后敷Goatantirabbit594,室温孵育1小时,再次充分漂洗)。最后用DAPI染色并漂洗后,80%甘油—磷酸盐缓冲液封片。培养小鼠下丘脑神经元至14Div(dayinvitro),4%PFM—PB室温固定30min,AbAHI11:300andAb5HT2cR1:8共染。步骤如上。在激光共聚焦显微镜下观察两种分子的定位。
3.2免疫共沉淀检测AHI1蛋白和5-HT2cR的相互结合关系
冻干的蛋白A—琼脂糖珠(proteinA—sepharosebeads)在室温下加bufferA溶胀30min或更长时间,切忌用任何搅拌器搅拌,每克干粉可溶到3-4ml水合凝胶。取适量蛋白A—beads用RIPA洗2次,并重悬于RIPA中备用;预冷离心机。取实验老鼠,断头后2min内取完整脑组织。在研磨器里加入RIPAbuffer进行匀浆(或简短超声裂解)。组织匀浆液在16000rpm,4℃,离心15min(S1)。用BCA试剂盒测S1样品浓度,并调节终浓度为1mg/ml。依照每毫克S1蛋白加80μl50%beads量,混合S1和相应的50%蛋白A—sepharosebeads(可使用回收beads),然后,在4℃孵育1h,以减少非特异性结合。沉淀后,除去beads,然后加入AHI1(Cterminal)抗体到上清液(S2),4℃反复颠倒混匀,过夜。混合S2和新的50%蛋白A—sepharosebeads,室温孵育2h,沉淀免疫复合物。离心,收集免疫沉淀,并用RIPAbuffer洗3次(选用300mMNaCl作为漂洗溶液)。免疫沉淀物和S2进行westernblotting分析SHT2cR和AHI1蛋白。
4.统计学分析
实验结果的统计分析、灰度分析、数据制图采用molecularDynamics,Graphadsoftware,SPSS11.0。实验数据符合正态分布者用平均值±标准差(n=有效样本例数)表示。首先对每组数据进行正态性、方差齐性检验然后采用随机化配对资料均数的t检验,经正态性检验三组数据采用单因素方差分析,P<0.05认为差异显著(*),P<0.01认为差异较显著(**)。
实验结果:
1.食欲增加模型
1.1饥饿动物模型
饥饿组和正常组小鼠相比,westernblotting显示AHI1蛋白在饥饿后增加(对照组VS饥饿24h组P<0.05:对照组VS饥饿48h组P<0.05;饥饿24h组VS饥饿48h组P>0.05)。Real—TimePCR显示饥饿后AHI1mRNA增加约50%和80%。
1.22-DG腹腔注射造成的饥饿模型
2-DG注射4h内药物组小鼠比对照组小鼠摄食增加(P<0.05),westernblotting显示AHI1蛋白增加(P<0.01),Real—TimePCR显示下丘脑的AHI1mRNA增加约87%。
1.3STZ介导的1型糖尿病模型
正常小鼠组与STZ造成的1型糖尿病小鼠组比较westernblotting显示AHI1蛋白增加(P<0.01),Real—TimePCR显示AHI1mRNA增加约60%。
1.42型糖尿病动物模型(db/db小鼠)
免疫组织化学和westenblotting显示db/db小鼠组与正常小鼠组比较下丘脑的AHI1蛋白增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.降低下丘脑AHI1的表达观察对体重摄食的影响
应用RNA干扰降低小鼠下丘脑AHI1的表达后,小鼠在RNA干扰后的两周内摄食下降明显(D4,D9-D13P<0.05;D5-D8P<0.01;D1-D3,D14-D30P>0.05),体重也有明显下降(D3,D9-D12P<0.05;D4-D8P<0.01;D1-D2,D13-D30P>0.05)。
3.AHI1蛋白和5-HT2cR的共定位和相互结合关系研究
3.1小鼠下丘脑神经元以及下丘脑组织免疫组织化学荧光结果
完整的神经元中AHI1蛋白和5HT2cR主要分布在胞体核周区,突触内有少量分布(特别是在突触分支处)。神经元胞体内AHI1蛋白成“stigmoidbody”状分布,5HT2cR的分布与这些stigmoidbodies有部分重叠。可见散点状共染。
小鼠脑组织免疫组织化学荧光显示:ARC、LH、VMH内均可看到AHI1蛋白和SHT2cR散点状共染。
3.2免疫共沉淀检测AHI1蛋白和5-HT2cR的相互结合关系
免疫共沉淀显示小鼠下丘脑组织中AHI1蛋白和SHT2cR存在相互结合关系。
结论:
1.AHI1蛋白可促进摄食。
2.AHI1蛋白和5-HT2cR可相互结合。